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外文翻譯
專 業(yè) 機(jī)械設(shè)計(jì)制造及其自動(dòng)化
學(xué) 生 姓 名 錢 俊
班 級(jí) B機(jī)制077
學(xué) 號(hào) 0710101715
指 導(dǎo) 教 師 袁 健
外文資料名稱: Series Design of Large-Scale NC
Machine Tool
外文資料出處:J China Univ Mining & Technol 2007, 17(2): 0272–0276
附 件: 1.外文資料翻譯譯文
2.外文原文
指導(dǎo)教師評(píng)語:
簽名:
年 月 日
大型數(shù)控機(jī)床的系列設(shè)計(jì)
TANG Zhi
東華大學(xué),工程及機(jī)械研究所、中國,上海201620
錢俊 譯
摘 要: 在西方發(fā)達(dá)國家,產(chǎn)品體系的設(shè)計(jì)是一個(gè)成熟的概念.在上個(gè)世紀(jì),它已應(yīng)用于軍工業(yè)。然而到目前為止, 在中國,功能組合仍是產(chǎn)品系統(tǒng)設(shè)計(jì)的主要方法。因此,就產(chǎn)品概念的生成和產(chǎn)品相互作用而言,我們和全球市場(chǎng)的要求相比處于弱勢(shì)。今天,這個(gè)系列產(chǎn)品設(shè)計(jì)的想法已經(jīng)引起了人們對(duì)設(shè)計(jì)領(lǐng)域和產(chǎn)品一代的定義及其參數(shù)標(biāo)準(zhǔn)化的關(guān)注。雖然一臺(tái)大型數(shù)控機(jī)床的設(shè)計(jì)是很復(fù)雜的,但是系列產(chǎn)品牢固地設(shè)計(jì)了平臺(tái)建立的概念,它可以由配售對(duì)象設(shè)計(jì)的精確演練進(jìn)一步優(yōu)化。一臺(tái)大型數(shù)控機(jī)床的設(shè)計(jì)過程詮釋了系列產(chǎn)品設(shè)計(jì)的本質(zhì)。
關(guān)鍵詞:大型數(shù)控機(jī)床;系列產(chǎn)品設(shè)計(jì);優(yōu)化設(shè)計(jì)
1 前言
大型機(jī)床的設(shè)計(jì)管理需要許多不同科目的參與包括工程學(xué),運(yùn)動(dòng)學(xué),色彩研究學(xué),工效學(xué)和企業(yè)標(biāo)識(shí)。目前,在中國強(qiáng)調(diào)功能設(shè)計(jì),然而在西方國家,多彩識(shí)別系統(tǒng)和系列產(chǎn)品定義已經(jīng)進(jìn)入工業(yè)設(shè)計(jì)領(lǐng)域。在中國模仿臺(tái)灣和其他一些地區(qū)的產(chǎn)品是很普遍的,這就導(dǎo)致了市場(chǎng)中的產(chǎn)品質(zhì)量相同的現(xiàn)象。不同工廠制造的大型數(shù)控機(jī)床基本上沒有區(qū)別。所以,引進(jìn)系列產(chǎn)品設(shè)計(jì)對(duì)中國的生產(chǎn)過程很重要。
早在19世紀(jì)30年代,美通用公司的設(shè)計(jì)者們采用了一種新的設(shè)計(jì)模式,即計(jì)劃性淘汰。根據(jù)這個(gè)計(jì)劃,汽車的風(fēng)格至少每2年有一個(gè)小的變化,每3-4年有較大的變化,這樣就能定期提供新款式的汽車。這個(gè)計(jì)劃的目的就是說服客戶放棄他們的舊汽車來追趕新的風(fēng)格。理論上,根據(jù)計(jì)劃廢除已經(jīng)建立的系列產(chǎn)品設(shè)計(jì),引進(jìn)新的系列產(chǎn)品設(shè)計(jì)提高了公司內(nèi)部的管理決策水平和銷售。從19世紀(jì)30年代到60年代,系統(tǒng)設(shè)計(jì)由于金融危機(jī)和第二次世界大戰(zhàn)沒有得到太多的改善。然而,戰(zhàn)爭的需求激發(fā)了消費(fèi)者產(chǎn)品的大規(guī)模生產(chǎn),在產(chǎn)生了大量廉價(jià)的工業(yè)產(chǎn)品后,戰(zhàn)爭的另一種危害出現(xiàn)了。第二次世界大戰(zhàn)之后,系統(tǒng)設(shè)計(jì)和系列產(chǎn)品設(shè)計(jì)在美通用汽車公司和一些其他出現(xiàn)在意大利,英國和德國的汽車制造商。這發(fā)展到先進(jìn)水平,許多注意力被用來指導(dǎo)公司間的合作。很明顯,這種變化的影響非常顯著,例如BRAUN。從1960年到1970年,日本開始在多國公司進(jìn)行產(chǎn)品開發(fā),與此同時(shí),日本政府設(shè)立工業(yè)產(chǎn)品出口規(guī)范。在最近20年,許多機(jī)構(gòu)和組織忙于設(shè)計(jì)過程,設(shè)計(jì)方法和設(shè)計(jì)管理的研究。目前,就大型數(shù)控機(jī)床的系列設(shè)計(jì)而言,重要的是保持對(duì)公司的內(nèi)部特色,這是系列設(shè)計(jì)系統(tǒng)的核心。圖1是中國一個(gè)特定公司的大型數(shù)控機(jī)床的原型。
圖1中原始機(jī)床原型的風(fēng)格實(shí)際上與20世紀(jì)中期的設(shè)計(jì)系統(tǒng)相符合。它有一些問題:1)無輔助設(shè)備發(fā)動(dòng)機(jī);2)尖銳的角落風(fēng)格;3)配件不匹配的主機(jī);4)線路安排并非有序;5)開放式的門已經(jīng)過時(shí)了;6)單一的顏色,缺少鑒定;7)整體風(fēng)格過時(shí),與先進(jìn)產(chǎn)品識(shí)別系統(tǒng)不相符合。因此,這樣的風(fēng)格在表達(dá)產(chǎn)品形態(tài)和功能方面太直接。系列產(chǎn)品的設(shè)計(jì)與其基本功能特點(diǎn)相符合是很重要的。
圖1原始車床原型
2 產(chǎn)品識(shí)別系統(tǒng)
一般的,產(chǎn)品識(shí)別因素決定了特定公司的運(yùn)作,這是產(chǎn)品識(shí)別系統(tǒng)的本質(zhì)即清楚地鑒定特定的產(chǎn)品。因此,產(chǎn)品識(shí)別系統(tǒng)應(yīng)該1)盡可能地吸引社會(huì)關(guān)注,2)同意公司的視覺概念標(biāo)準(zhǔn),3)提供一個(gè)特有的標(biāo)志,4)能給人留下深刻印象,5)滿足不同類型產(chǎn)品的需求,6)符合審美情趣,7)不會(huì)顯著增加新的設(shè)計(jì)開發(fā)帶來的生產(chǎn)成本。
從產(chǎn)品鑒別的觀點(diǎn)來看,這是為了提高產(chǎn)品價(jià)格和滿足市場(chǎng)競(jìng)爭的需求。類似于飛利浦標(biāo)簽上的“精于心簡”,其核心價(jià)值觀的體現(xiàn)是一個(gè)公司獲得公眾熱情接受的關(guān)鍵。其平臺(tái)的建立,優(yōu)化設(shè)計(jì)和模塊化管理應(yīng)作為系列產(chǎn)品的主體被引進(jìn)來支持公司層面上的產(chǎn)品識(shí)別系統(tǒng)。
圖2是設(shè)計(jì)平臺(tái)圖表。
在建立識(shí)別系統(tǒng)之前,需要提供一個(gè)大型系列數(shù)控機(jī)床的通用平臺(tái),然后為了確定哪個(gè)平臺(tái)適合特定產(chǎn)品的設(shè)計(jì)而進(jìn)行優(yōu)化。因此,該平臺(tái)是未來系列產(chǎn)品的關(guān)鍵。
圖2 平臺(tái)設(shè)計(jì)的介紹
3 建立產(chǎn)品平臺(tái)
3.1 平臺(tái)的建立過程
為了產(chǎn)品集成的不同構(gòu)架,該平臺(tái)通常能最有效的確定成本。設(shè)計(jì)時(shí)間可以減少,生產(chǎn)率可以提高因?yàn)樽冃萎a(chǎn)品來自同一個(gè)平臺(tái)。特別的,對(duì)大型數(shù)控機(jī)床來說,特定地區(qū)的定制產(chǎn)品采用已經(jīng)建立的產(chǎn)品平臺(tái)簡單而且有效,這很重要。
建立一個(gè)平臺(tái)的目的不是為了產(chǎn)品功能,而是專注于系列產(chǎn)品的設(shè)計(jì)和對(duì)其他系統(tǒng)有關(guān)的產(chǎn)品技術(shù)。就平臺(tái)而言,工程團(tuán)隊(duì)?wèi)?yīng)該建立產(chǎn)品的系統(tǒng)模型,包含了精確描述產(chǎn)品的系統(tǒng)框架,然后匯報(bào)給設(shè)計(jì)師作為建立平臺(tái)的參考(圖3)。
圖3 機(jī)床平臺(tái)的設(shè)計(jì)過程
3.2平臺(tái)設(shè)施的評(píng)價(jià)
以下是四個(gè)基本評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn):
1) 材料成本和生產(chǎn)成本(這將影響到產(chǎn)品的最終價(jià)格)。
2) 庫存成本。
3) 視覺的需求。
4) 工效學(xué)。
這些標(biāo)準(zhǔn)的列舉是系列產(chǎn)品差異化的基礎(chǔ)。圖4顯示了該系列產(chǎn)品四個(gè)備選項(xiàng)目的清單。這些產(chǎn)品都列在圖標(biāo)的頂部,并列為介紹。為了方便分析,該系列產(chǎn)品分為幾個(gè)部分。四個(gè)不同的平臺(tái)提出四個(gè)不同的系列,其中A系列包含一個(gè)電源供應(yīng)器,B系列包含電源,石油槽和電線,C系列包含電源,底座和一條線控制器,D系列包含電源和油過濾器。它們的分?jǐn)?shù)根據(jù)以下規(guī)則記錄:1)基本設(shè)計(jì),“0”; 2)好于基本設(shè)計(jì),“+”; 3)差于基本設(shè)計(jì),“X”。
圖4 產(chǎn)品平臺(tái)及系列產(chǎn)品選擇圖表
在評(píng)價(jià)之后,我們獲得一個(gè)總得分,這是優(yōu)化平臺(tái)的基本項(xiàng)目。對(duì)像大型數(shù)控機(jī)床這樣的項(xiàng)目來說,為產(chǎn)品零件建立一個(gè)部分優(yōu)化設(shè)計(jì)是至關(guān)重要的。
4 產(chǎn)品優(yōu)化設(shè)計(jì)
優(yōu)化產(chǎn)品設(shè)計(jì)的通常的目的不是在于平臺(tái),而是在于特定產(chǎn)品和結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì),它應(yīng)該遵循一些功能就像我們機(jī)床門風(fēng)格的改善。平臺(tái)和單一的產(chǎn)品優(yōu)化設(shè)計(jì)通常被大型設(shè)備所采用。通過利用基本平臺(tái),新型產(chǎn)品很容易被開發(fā)出來。模塊化開發(fā),電樞板技術(shù)和快速成形技術(shù)變得很容易并足以滿足市場(chǎng)的需求。然而,基本平臺(tái)也有一些缺點(diǎn)。一般來說,一個(gè)系列中只有一樣產(chǎn)品在材料,開發(fā)費(fèi)用,外觀要求和人為因素方面都較為成功的。對(duì)于其他低等級(jí)的系列產(chǎn)品來說,這就是所謂的旗艦產(chǎn)品。
假設(shè)某產(chǎn)品是一個(gè)單一的設(shè)計(jì),不是基于平臺(tái),因此它可以表示為一個(gè)優(yōu)化問題?,F(xiàn)在讓我們來嘗試一下優(yōu)化以為結(jié)構(gòu)變量的目標(biāo)函數(shù),受限于函數(shù),成本和其他方面的限制,然后我們得到
限制函數(shù),
預(yù)算限制 ,
其中g(shù)代表限制函數(shù),cost代表系列產(chǎn)品,B代表預(yù)算。
計(jì)劃工作已平臺(tái)能夠構(gòu)建一個(gè)優(yōu)化模型為基礎(chǔ)。在選擇產(chǎn)品平臺(tái)之前,我們首先必須確定什么是公用部分和什么事專用部分。當(dāng)專用部分的成本降至最低時(shí),整個(gè)系列的成本也隨之降為最低。所以優(yōu)化需要在兩個(gè)層面是進(jìn)行,即平臺(tái)和專用部分?;谄脚_(tái)的產(chǎn)品的功能取決于變量,共用同一平臺(tái)的產(chǎn)品功能取決于變量的設(shè)置。同樣這個(gè)準(zhǔn)則也可以用于單一產(chǎn)品的設(shè)計(jì)。在平臺(tái)上控制相關(guān)變量,不同的優(yōu)化過程可以變得靈活。優(yōu)化問題由
函數(shù)極限,
預(yù)算極限所決定。
其中B為系列產(chǎn)品的預(yù)算。
這個(gè)數(shù)學(xué)表達(dá)式是優(yōu)化過程的一個(gè)簡單描述。事實(shí)上,我們?cè)诩?xì)節(jié)方面仍然采用小規(guī)模的模塊化設(shè)計(jì)。對(duì)于這些大型數(shù)控機(jī)床,模塊化設(shè)計(jì)非常適用,它可以處理產(chǎn)品內(nèi)部零件的細(xì)節(jié),使研究和開發(fā)成本降低。此外,優(yōu)化設(shè)計(jì)可以應(yīng)用在功能模塊組合,就像不同尺寸的機(jī)床在結(jié)構(gòu)和門的數(shù)量上有很大差異。然而,優(yōu)化設(shè)計(jì)需要在控制臺(tái)的安裝,接線設(shè)置和應(yīng)用方面進(jìn)行一定的調(diào)整。
5 產(chǎn)品模塊化設(shè)計(jì)
配件的標(biāo)準(zhǔn)化和快速成形是模塊化設(shè)計(jì)的兩個(gè)主要特點(diǎn)?;谶@兩個(gè)特點(diǎn),在一個(gè)系統(tǒng)中,模塊化產(chǎn)品一般可以分為幾個(gè)層次。然而,由于不同角度的理解,模塊化的標(biāo)準(zhǔn)和結(jié)果并不是唯一的;子函數(shù)的最終關(guān)系很可能是整體或模塊化的結(jié)構(gòu)。有兩種產(chǎn)品模塊:一種基于功能模塊,另一種基于生產(chǎn)模塊。第一種是根據(jù)一般產(chǎn)品功能設(shè)置并由子功能來表達(dá)。對(duì)于第二種,考慮到生產(chǎn)過程中一些配件的結(jié)合,形成組裝模塊(圖5)。此處提到的模塊化是在概念層次的,它的功能特性有生產(chǎn)和組裝。
圖5 產(chǎn)品系統(tǒng)結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)模塊
6 系列產(chǎn)品的參數(shù)集
6.1 尺寸參數(shù)
在像大型數(shù)控機(jī)床的復(fù)雜產(chǎn)品方面,參數(shù)的確定是很重要的。當(dāng)我們調(diào)節(jié)相對(duì)量的時(shí)候,產(chǎn)品的功能性是我們首先要考慮的?,F(xiàn)在,毫無疑問,產(chǎn)品受到全球競(jìng)爭,越來越多的經(jīng)典產(chǎn)品成為世界范圍內(nèi)的首選。
對(duì)一個(gè)來自系列產(chǎn)品設(shè)計(jì)的旗艦產(chǎn)品來說,冗雜,復(fù)雜的和反人性的細(xì)節(jié)已經(jīng)根據(jù)一定的標(biāo)準(zhǔn)消除。在設(shè)計(jì)過程中,審美,結(jié)構(gòu)和相互作用必須加以考慮。顯然,機(jī)床的底座和電源可以是三維特性標(biāo)準(zhǔn)(圖6),即新產(chǎn)品的標(biāo)志設(shè)計(jì)。所以,大小和比例參數(shù)是可調(diào)的。關(guān)于不同種類的比例參數(shù),見圖7,介紹了門的比例,移動(dòng)門和電源。所有參數(shù)都根據(jù)人體工程學(xué)確定,特別鑒于亞洲人的身體比例。
圖6 新機(jī)床概念
圖7 工程圖設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)
6.2 參數(shù)設(shè)置圖表
有四種類型的產(chǎn)品,每個(gè)都有四個(gè)名叫A,B,C和D的平臺(tái)。工程師們被要求選擇出適合任一產(chǎn)品的平臺(tái)。他們還被要求對(duì)應(yīng)于每一類產(chǎn)品評(píng)估剩余的四個(gè)因素:材料成本,開發(fā)成本,視覺需求和人體工程學(xué)要求。
7 結(jié)論
真正的產(chǎn)品是系列產(chǎn)品設(shè)計(jì)的必然結(jié)果。在最后組裝過程中調(diào)整參數(shù)唧是很有必要的。
任何能夠占據(jù)目標(biāo)市場(chǎng)的單一產(chǎn)品會(huì)在不久的將來變得眾所周知,系列產(chǎn)品的發(fā)展方向必定將贏得世界個(gè)地的美譽(yù)。每一個(gè)在產(chǎn)品方面的改進(jìn)并不意味著徹底改變。開始時(shí)有一個(gè)好的計(jì)劃設(shè)計(jì)方向是項(xiàng)目管理的關(guān)鍵。在市場(chǎng)經(jīng)濟(jì)指導(dǎo)下,滿足系列產(chǎn)品設(shè)計(jì)的期望是很必要的,如果我們不能有效地利用新產(chǎn)品的發(fā)展和設(shè)計(jì)過程,我們將會(huì)失去系列產(chǎn)品設(shè)計(jì)所用的資源。
參考文獻(xiàn)
[1]Olins W. The Wolf Olins Guide to Corporate Identity. London: The Design Council, 1990.
[2]Wang S Z. The World Modern Design History. Beijing: China Youth Press, 2002.
[3]Olins W. Corporate Identity-Making Business Strategy Visible through Design. London: Thames & Hudson, 1994.
[4]Oakley M. Design Management: A Handbook of Issues and Methods. Oxford: Basil Blackwell, 1990.
[5]Otto K N. Product Design. Beijing: Publishing House of Electronics Industry, 2002.
[6]Webb A. The Project Management of Successful Products. Shanghai: Shanghai University of Financial and Economic Press, 2004.
[7]Schein E. Coming to a new awareness of organizational culture. Sloan Management Review, 1984, 25(124): 33–41.
[8]Project Management Association. The Guide of Project Management Knowledge System. Beijing: Publishing House of Elec-tronics Industry, 2005.
[9]Trott P. Innovation Management & New Product Development. London: Pearson Education, 2002.
[10]Gillian H, Bill H. Total Design-Managing the Design Process in the Service Sector. Bath: Pitman Publishing, 1993.
[11]Roy D R. Design and the Economy (2nd Edition). London: The Design Council, 1990.
9